智能配电终端DTU-2000说明书.pdf

IM2000 智能自动化终端 IM2000 智能自动化终端 站所终端 DTU 硬硬 件件 使使 用用 说说 明明 书书 湖北飞驰科技有限公司 2 0 1 3 年1 0 月 3 前 言 IM2000 智能终端装置是针对目前城市电网中低压配电网 城市自来水厂 城市污水厂 燃气监控而开发的多领域监控终端产品 可实现电缆分界室 环 网柜 开闭所 箱变配电房 变电站 自来水厂区 污水厂区 燃气等场所的 全方位监控 可用于工矿企业一些数据的监测 也可与配电网自动化主站和子 站系统配合 实现多条线路的电量采集和控制 检测故障 故障区域定位 隔 离及非故障区域的恢复供电 提高供电可靠性 IM2000 智能终端装置以高性能 MCU 主板和大规模可编程逻辑器件 FPGA 为硬 件平台 以 Vxworks 嵌入式实时多任务操作系统为软件平台 产品在设计上保 证稳定可靠 高性能 低成本 易于安装 IM2000 配电终端装置可提供 5 个串口 可扩充 2 个以太网口 主控插件 有标准的 RS232 口可外接笔记本电脑 通过维护软件对其进行维护 还可以通 过通讯网络对装置进行远程维护 如参数修改 程序更新升级等等 方便系统 维护 机械结构形式为双层机箱式 外层箱体为防雨 防尘密闭的不锈钢 或镀锌 板 密封机箱 防护等级为 IP54 内箱采用 6U 19 英寸和二分之一 19 英寸标 准铝型材机箱 可以直接内嵌安装在其他设备机柜内 各功能插件板 可以插 在除主控和电源插件外的任意插槽内 主控插件可自动识别功能插件 通过维 护软件配置使用 本手册阐述了产品的功能特点 技术指标 物理结构 软件结构 板件维 护进行了描述 由于受到客观条件的限制 相关内容不详或有疑问部分可致电 本手册阅读对象适用于产品用户 工程维护人员 市场人员 开发人员 作为了解产品技术性能指标及使用方法的指导性文档 本手册阐述了产品的功能特点 技术指标 物理结构 软件结构 板件维 护进行了描述 由于受到客观条件的限制 相关内容不详或有疑问部分可致电 本手册阅读对象适用于产品用户 工程维护人员 市场人员 开发人员 作为了解产品技术性能指标及使用方法的指导性文档 0 7 1 7 6 6 8 3 6 6 6 4 目录 目录 1 概述 5 1 1 应用范围 5 1 2 主要功能 6 1 3 设计规范 9 1 4 技术特点及其优越性 10 2 技术参数 13 2 1 机械及环境参数 13 2 2 安全特性 13 2 3 主要技术指标 14 2 4 电磁兼容 15 3 硬件参数 17 3 1 IM2000 主控插箱 17 3 2 MCU 1 主控插件 18 3 3 DI 16 遥信插件 22 3 4 CO 14 遥控插件 24 3 5 ACAI 6U6I 交流采样插件 26 3 6 ACAI 4U8I 交流采样插件 29 3 7 ACAI 12I 交流采样插件 31 3 8 FI 故障指示插件 33 3 9 PWR DC24 48 电源插件 35 3 10 DCAI 直流采样插件 37 4 产品应用 39 4 1 配电网自动化应用 39 4 2 电力自动化监控系统 40 4 3 自来水监控系统 41 4 4 污水监控系统 43 4 5 石油天然气监控系统 45 5 1 概述概述 1 1 应用范围应用范围 图 1 1 IM2000 产品应用领域 IM2000 智能终端设备可以与 RTU PLC 工控机等设备相连 现在已经广泛 应用于气象 环保 工业控制 远程电力监控 水污染监控 森林防火 环保 信息采集 矿井 道路交通 桥梁压检测等远程数据采集 传输领域 LED 信息 发布 物流 等行业领域 在互联网日益发展的今天 IM2000 的使用也越来越 广泛 它为各行业以及各行业之间的信息 产业融合提供了帮助 如图 1 1 所 示 在电力行业 IM2000 已多次成功应用于无功补偿 配电监控 电表集抄 路灯监控等领域 以其连接方便 运行稳定 扩充性好 成本低 维护工作量 小等特点获得了电力用户的广泛认可 在供暖行业 IM2000 可以连接 MBUS 集中器实现热表集抄 实现分户计量的 热表数据远程传输 IM2000 还可以连接 PLC 或采集器实现换热站监控应用 6 电力集中抄表 电力远程配电 城市路灯监控 煤气 自来水集中抄表 供热系统实时监控与维护 气象信息采集 三防与水文监测 智能交通监控 城市供水监控调度 环保数据采集 无人值守机房仓库监控 1 2 主要功能 主要功能 1 1 线路测控功能 线路测控功能 基本的三遥功能 记录变化的遥信 接收并执行对时命令 支持对配变监控 2 2 故障检测与识别功能 故障检测与识别功能 相间 零序过流检测 并可提供过流相序 识别短路 接地故障 并可提供短路相序 故障信息的复归 3 3 数据传输 数据传输 SOE 主动上报 变化遥测主动或召唤上报 馈线发生故障的时间并上报 电源发生故障的时间并上报 具有数据汇集并转发功能 4 4 功能配置 功能配置 三遥功能模块独立设置 可根据需求扩充插件版 并支持热插拔 具有双主控板 双电源冗余控制 无缝切换 Http 7 5 5 数据处理 数据处理 遥测整点数据记录 存储功能 存储容量大于 30 天 检测遥测极值 日极值 并生成历史记录的功能 存储容量大于 30 天 计算零序电流 监视三项不平衡状况 统计负载率 电压日 月合格率 数据掉电长期保存 支持历史数据补充上传 谐波计算及相角测量 积分电度功能 遥测越线报警及遥信合并功能 具有失电数据保持功能 6 6 电源管理 电源管理 电源能同时接纳交 直流供电方式 在交流失电情况下自动切换到直流供电方式 交流电源恢复时自动切回 交流供电方式 具有电源监视功能 在主电源失电 备用电源欠压时分别产生相应的告 警信号 在双电源板情况下 可在线监测电源板的工作状态 电池在线管理 充放电保护及活化 7 7 无功补偿 无功补偿 以电压 无功功率为补偿依据 采用九区控制算法 可使功率因素补偿接 近于 1 支持共补 分补两种补偿模式 8 8 备用电源投切 备用电源投切 进线失压时实现备用电源的投切 在开闭所母线故障时实现故障区域的隔离和非故障区域的供电 分支线出现故障时 分支线开关自动隔离 9 9 通讯功能 通讯功能 5 个串行接口 其中包含两个 RS232 RS485 通用接口 2 个 10 100Base T 接口 支持多种通讯协议及多种通讯方式 如 RS485 无线 光纤 以太网等 10 10 通讯加密功能 通讯加密功能 支持基于非对称密钥技术的单向认证功能 8 主站下发的遥控命令带有基于调度证书的数字签名 终端侧能够鉴别主 站的数字签名 并执行主站的命令 11 11 信息采集 信息采集 采集状态量信息 并具有重要状态量变位上报及时间记录功能 采集馈线电流 电压 计算馈线有功功率 无功功率和功率因数 12 12 遥控功能 遥控功能 接收并执行遥控指令 控制开关的开 合 设定遥控密码并记录遥控来源 采取 选择控制对象 返送校核 操作执行命令 的方式 在同一时刻只允许选择一个控制对象 具有远程控制蓄电池活化管理功能 13 13 事件记录及上报功能 事件记录及上报功能 记录开关状态变化的时间并上报 记录馈线发生故障的时间并上报 记录电源发生故障的时间并上报 14 14 参数设置功能 参数设置功能 时钟设置 终端具备软件对时功能 软件对时为通讯报文对时 参数设置 可设置电流 电压变比和整定值等各种组态参数 参数设置 可设置遥信取反状态 防抖时间等参数 15 15 故障检测自诊断 自恢复 故障检测自诊断 自恢复 具有丰富的自诊断功能 支持板级的自检 互检及自恢复功能 具有上电软件及配置参数自检 自恢复功能 具有软 硬件 watchdog 软 硬件故障采用虚拟遥信上传 主控插件面板上有故障指示灯告警 方便维护人员调试与检修 16 16 SOE 纪录及主动上报功能 SOE 纪录及主动上报功能 记录系统真实遥信信息及故障发生 系统运行状态信息 终端能记录遥测整点数据记录 存储功能 存储容量大于 256 条的 SOE 记录 遥信变位记录 记录遥信变位的时间及状态 并上报 17 17 当地调试功能 当地调试功能 可通过以太网口连接便携机 供当地调试使用 9 具备无线维护调试功能 终端面板上配有各种运行指示灯 如电源运行指示灯 线路故障指示灯 遥信运行指示灯等 18 18 故障识别策略 故障识别策略 故障类型 故障信号的识别由 DTU 完成 DTU 采取高速采样的原理 采 样 电流瞬时值 作为故障判别的依据 故障采样频率为 32 点 周 当线路中发生相间短路的情况下 DTU 会采样到电流的瞬变 并超过电 流 限值 以判断出故障的发生 在故障发生的 20ms 一个周波 即可判断 出故障 单相接地故障判断 必须依据零序分量才能有效 单相接地点的零序功 率分量 与正常运行时的零序功率分量在相位上是相反的 且非故障相 电压比故障相电压升高 1 5 倍及以上 根据这一特征 能判断出单相接 地故障的发生 由于我国配电网多是中性点不接地或经消弧线圈接地 零序分量幅值相 当小 因此 单相接地故障判断的准确性比较低 由于单相接地故障准确性低 因此 可以采用拉合开关的排除法找出单 相接地故障 这一功能可以主站在程序设计上完成 使之具有开关操作 序列提示的功能 以保证操作的正确性 1 3 设计规范设计规范 L T 814 2002 配电自动化系统功能规范 GB T13729 2002 远动终端设备 DL T630 1997 交流采样远动终技术条件 DL T 721 2000 配网自动化系统远方终端 DL T 597 1996 低压无功补偿控制器订货技术条件 GB T15576 1995 低压无功功率静态补偿装置 JB7113 93 低压并联电容器装置 GB 4208 2008 外壳防护等级 IP 代码 DL T 634 5101 2002 远动设备及系统第 5 101 部分 传输规定 DL T 634 5104 2002 远动设备及系统第 5 104 部分 传输规定 京电调 2005 20 号 北京电力公司配网自动化 101 104 通信规约实施 细 则 10 1 4 技术特点及其优越性技术特点及其优越性 技术特点 设计理念 描述 专业的户外设 计 降低故障率 免维护 可在恶 劣的户外环境中运行 选用工业级 军用级元器件 低 功耗设计 发热量低 特制户外 箱体防磁 防震 防尘 防潮 抗干扰 专业的软硬件 平台设计 提高系统的可靠性 稳定性 能满足电力系统高速运算需 求 硬件系统采用 MCU MCF5275 主 频为 160M FPGA CPLD 为硬件 系统平台 国际先进的嵌入式实 施多任务操作系统为软件平台 可以完成高速的数据计算和通 信功能 结构通用的母 线板及插件板 模块化设计 提供机柜式或 嵌入式安装方 式 所有插槽可以插入任何插件 不同的插件结构尺寸均设计 相同 安装方式使用与不同应 用场地 标准I O插件 总线式插槽结构 便于灵活扩展 支持插件热插拔 功能 实现了各种复杂配置的要 求 可以最大限度地满足用户的 实际需求 参数可根据实际插槽 号设置 也可以自动扫描配置各 插槽插件板 各插件板支持热插 拔功能 多重安全隔离 便于调试和维护 有效降低设 备故障率 保证人身安全 输入输出回路采用多重隔离设 计和安全措施 与外部可靠隔 离 电源监视 电源失电告警 保护后备电 池 提高设备运行率 实现双路交流 直流输入电源无 缝切换 通过遥信显示当前有效 的交流 直流板 监视电源工作 情况并支持异常报警 电池智能管理 通过活化电池 对电池进行状 态监测 放点保护等措施保护 后备电池 延长电池寿命 降 低电池失效率 实现主备电源无缝切换 电池智 能充放电 监视电池状态及工作 情况 并支持异常报警 设备状态监测 设备状态实时掌握 并为分析 故障原因提供可靠资料 减少 设备隐患 防止故障规模扩 大 全面的板件自检 互检 检查结 果自动保存 具备错误报警功 能 可靠的遥控输 出 杜绝因二次设备故障或干扰 导致开关误动作 减少安全隐 患 多种防误动作措施 CPLD 软件解 码技术 硬件密码锁控制等措 施 详实的遥控记 录 提供开关动作确切记录 有助 于理清责任 改善流程 防止 事故发生 保存遥控命令的属性及时间 并 可区分主站 当地维护或者设备 自身动作控制记录 11 多种故障类型 的监测 完善的故障监测机制 实现配 电网故障自愈 有效提高供电 可靠性 具有遥测越线 过流 短路 接 地等故障监测功能 支持故障录 波功能 无功补偿 多种功能集成化 减少站内设 备种类 减少维护量 降低维 护难度 节能并提高供电品 质 提供完整电压 无功的九区控制 策略 支持共补 分补方式 配 置有控制接口 通讯加密功能 很多情况下终端通讯采用公 网通讯模式 配电控制安全面 临严重的挑战 支持基于非对称密钥技术的单 向认证功能 主站下发的遥控命 令带有基于调度证书的数字签 名 终端侧能够鉴别主站的数 字签名 并执行主站的命令 这 样大大提高配电系统遥控的安 全性 数据处理及分 级 解决配电终端海量数据传输 难题 减少通道传输及主站数 据处理压力 从而减少投资 降低调度员处理海量数据的 难度 分析 存储各种历史数据和极值 数据并上传 区分重要数据和非 重要数据并上传 支持断点续传 功能 多种维护方法 便于调试和维护 降低对运维 人员的技术要求 减少维护工 作量 可以本地通过电脑和操作面板 对设备维护 也可在主站通过通 讯通道进行远程维护 机械及环境参 数 适用于各种恶略环境 做到设 备的坚强 可靠 可用 温度适应范围 40 75 防磁 防震 防潮 防雷 优越性 优越性 1 具有交流 直流采样 遥信 遥控 故障指示的功能 2 实现对多个开关的遥控 遥测和遥信等远程监控功能 3 选用工业级 军用级元器件 低功耗设计 发热量低 特制户外箱体防 磁 防震 防尘 防潮 抗干扰 降低故障率 免维护 可在恶劣 的户外环境中运行 4 扩展灵活 标准 I O 插件 插槽结构 便于灵活扩展 5 硬件系统采用 MCU MCF5275 主频为 160M FPGA CPLD 为硬件系统平 台 国际先进的嵌入式实施多任务操作系统为软件平台 可以完成 高速的数据计算和通信功能 6 具有相间故障检测功能 识别瞬时故障和永久故障 7 标准 I O 插件 总线式插槽结构 便于灵活扩展 支持插件热插拔功能 实现了各种复杂配置的要求 可以最大限度地满足用户的实际需求 12 参数可根据实际插槽号设置 也可以自动扫描配置各插槽插件板 各插件板支持热插拔功能 采用低功耗设计 降低了因为系统发热 造成的故障 8 全面的自检 互检及错误报警功能 在系统信息中提供更全面的报警信 息 并可以通过前面板上的 LED 灯显示系统运行状态和错误报警 9 数据汇集 通过串口 232 485 以太网连接各种网络表 保护管理机 直流屏等 10 检测 存储各种历史数据和极值数据并远传 11 具有笔记本当地 远程调试维护 可远程查看运行数据 上下装程序和 参 数 一键轻松解决您维护设备路途遥远的问题 12 支持光纤以太网 光纤双环自愈网 配电载波 RS232 485 GPRS CDMA 等多种通信方式 13 具有丰富的规约库 支持 101 104 MODBUS DNP DL 451 等多种通信 规约 14 更加安全可靠的遥控输出控制 采用了多项防 误动 技术 15 具有电源监视及蓄电池 铅酸或锂离子电池 智能管理功能 16 自动跳合闸功能 具有在故障情况下自动跳闸和重合闸的功能 可以满 足配电自动化中的各种类型的保护配合要求 17 装置具有记录故障时刻的电压 电流采样波形的能力 记录时间从故障 前 2 周波 到故障后 20 周波 手动录波或自动录波 可以用来分析一 次故障的动作过程 18 紧凑式结构设计 减少了安装空间 方便嵌入式安装 19 具有很强的抗电磁干扰能力 可在条件恶劣的环境中使用 20 工业级设计 温度适应范围 40 75 防磁 防震 防潮 防雷 13 2 技术参数技术参数 2 1 机械及环境参数机械及环境参数 2 1 1 机械特性 机械特性 主控机箱采用 6U 高度 19 英寸或者二分之一 19 英寸标准机架式结构 插箱内具备多个插槽 除基本的电源插件与主控插件外 还有 12 个 插 槽可供扩展遥测 遥信 遥控 故障指示等各种功能插件 各种 插 件所占插槽数不同 安装在户外的装置结构设计紧凑 小巧 外壳密封 能防尘 防雨 防 护等级为 GB T 4208 规定的 IP54 的要求 安装在户内的装置防护等级为 GB T 4208 规定的 IP52 的要求 2 1 2 环境条件环境条件 装置工作环境如下 温度范围 40 75 温度最大变化率 0 5 min 户内 或 1 min 户外 湿度 户外 10 100 户内 5 95 25 大气压力 70 106KPa 2 2 安全特性安全特性 2 2 1 绝缘电阻绝缘电阻 输入 输出回路对地和各回路之间的绝缘电阻不低于 10M 正常条件 下测试 和 1M 湿热条件下测试 2 2 2 耐电强度耐电强度 电源 交流输入 输出回路及输出继电器常开触点之间能承受额定频 率为 50Hz 有效值为 2 0kV 时间为 1 分钟的交流耐压试验 无击穿 与闪络现象 2 2 3 冲击电压冲击电压 电源 输入 输出回路对地和各回路之间能承受 5kV 标准雷电波的短时 冲击电压检验 14 2 3 主要技术指标主要技术指标 2 3 1 交流采样交流采样 采集交流电压 电流量可以根据需要使用不同的插件灵活配置 电压输入标称值 100V 220V 50Hz 电流输入标称值 1A 5A 50Hz 电压 电流采样精度 0 5 级 有功采样精度 1 0 级 无功采样精度 1 0 级 在标称输入值时 每一回路的功率消耗小于 0 25VA 短期过量交流输入电流施加标称值的 2000 标称值为 5A 持续时间 小于 1S 系统工作正常 故障电流总误差不大于 3 2 3 2 直流采样直流采样 直流电压输入标称值 一路 0 60V 一路 0 10V 单板容量 可扩充至 2 块 直流采样精度 0 1 级 2 3 3 遥信遥信 单板容量 16 个无源节点 或 20 个 可根据需要扩展至 8 块 事项分辨率小于 2 毫秒 防抖动时间通过软件可设置 0 60000 毫秒 500VDC 光电隔离 2 3 4 遥控遥控 单板容量 14 点 7 路 可根据需要扩展至 8 块 输出方式 继电器常开接点 接点容量 直流 110V 5A 或 220V 5A 24V 10A 交流 220V 10A 2 3 5 电源电源 交流电源 AC220V 110V 交流电压 电压容差 20 20 频率容差 5 波形为正弦波 谐波含量小于 10 直流电源 DC220V 或 110 100V 电压容差 15 20 电压纹波不 大于 5 备用电源容量 采用 24V 48V 电池组 铅酸或锂离子 容量可根据要求 定制 15 整机功耗 30VA 2 3 6 软件 硬件平台软件 硬件平台 主机采用了国际最先进的实时多任务嵌入式操作系统 主机采用了 32 位的工业级微处理器 全部元器件采用工业级芯片 元器件 板卡 2 3 7 通讯通讯 串行接口 4 个 RS232 串行接口 1 个维护专用接口 可根据需要扩展 通信速率支持 110 57600bps 以太网络接口 以太网接口 2 个 10 100Base T 接口 可根据需要扩展 通讯协议 串行接口 DNP3 0 DL T634 5101 2002 IEC608 70 5 101 2002 协议等 支持 MODBUS 规约以及 DLT645 97 规约 以太网络接口 DL T 634 5104 IEC60870 5 104 协议 2 3 8 可靠性指标可靠性指标 平均无故障时间 MTBF 100000 小时 不包含备用电源 年可用率 99 99 2 4 电磁兼容电磁兼容 终端的快速瞬变干扰试验 高频干扰试验 浪涌试验 静电放电干扰 试验 辐射电磁场干扰试验等均满足 DL T721 2000 配电网自动化系 统远方终端 规定中的 4 级要求 2 4 1 静电放电 静电放电 静电放电试验符合 IEC1000 4 2 的规定 接触放电 严酷等级 4 级 试验电压 8kV 2 4 2 高频电磁场 高频电磁场 高频电磁场试验符合 IEC1000 4 3 的规定 终端在正常工作状态 频率范围 80MHz 1000MHz 16 严酷等级 4 级 试验场强 10V m 2 4 3 电快速瞬变脉冲群 电快速瞬变脉冲群 电快速瞬变脉冲群干扰试验符合 IEC1000 4 4 的规定 1 终端在正常工作状态下 实验电压施加于终端的电源电压端口与 地之间 严酷等级 4 级 试验电压 2kV 2 终端在非工作状态下 试验电压施加于终端的电源电压端口与地 之间 严酷等级 4 级 试验电压 4kV 3 终端在正常工作状态下 试验电压施加于终端的电流 电压输入 端 严酷等级 4 级 试验电压 1kV 4 终端在正常工作状态下 用电容耦合夹将试验电压耦合至输入 输 出信号 数据 控制及通讯线路上 严酷等级 4 级 试验电压 1kV 2 4 4 浪涌 浪涌 浪涌试验符合 IEC1000 4 5 的规定 严酷等级 4 级 试验电压 2kV 电源电压两端口之间 4kV 电源电压各端口与地之 间 波形 1 2 50 s 2 4 5 阻尼振荡波 阻尼振荡波 阻尼振荡波试验符合 IEC1OOO 4 12 的规定 电压上升时间 第一峰 75ns 20 振荡频率 100KHz 和 1MHz 10 电压峰值 共模方式 2 5kV 差模方式 1 25kV 2 4 6 交流电磁场 交流电磁场 正常工作状态下 终端置于与系统电源电压相同频率的随时间正弦变 化的 强度为 0 5mT 400A m 的均匀磁场的线圈中心 工作正常 17 3 硬件参数硬件参数 IM2000 智能终端采用并行总线方式扩充功能插件 数据总线宽度为 16 位 机箱内采用单一 5V 电源供电 支持双电源 双主控热备用 所有功能 插件均支持带电热插拔 IM2000 智能终端采用总线式插槽结构 根据不同的需求可以装配成前 出线和后出线方式 可以配屏安装 也可以贴板壁挂式安装 在结构上采 用一体化方案 不需要外置端子板 每个功能插件直接用可插拔端子出线 有两种尺寸的机箱 19 英寸 6U 机箱和 1 2 19 英寸 6U 机箱 19 英寸机箱共有 14 个槽位 从机箱的插板方向看过去 最右侧的是 1 主控插槽 它的左面紧挨的是 2 主控插槽 1 子板插槽 继续向左 依 次是 2 子板插槽 3 子板插槽 11 子板插槽 12 子板插槽 2 电 源插槽 1 电源插槽 2 主控插槽 1 子板插槽 和 12 子板插槽 2 电 源插槽 根据实际插入的功能板定义 主控插件可以通过扫描获取总线上 所有功能插件的信息 完成自动配置 热插拔处理 19 英寸机箱可提供 6 个插槽 暂不提供双电源 双主控备用运行方式 其余性能与 19 英寸机箱相同 3 1 IM2000 主控插箱主控插箱 图 3 1 IM2000 主控箱示意图 18 每个机箱中主控插件和电源插件属于基本插件 其余功能插件的类型和数 量可以任意组合 没有限制 目前 提供如下 7 种扩展功能插件 如图 3 1 DI 32 遥信插件 32 点 插件 CO 14 遥控插件 14 点 插件 ACAI 6U6I 交流采样插件 12 路 插件 6 电压 6 电流 ACAI 4U8I 交流采样插件 12 路 插件 4 电压 8 电流 ACAI 12I 交流采样插件 12 路 插件 12 电流 FI 故障指示插件 16 路 插件 6 个 LED 路 DCAI 直流采样插件 16 路 插件 3 2 MCU 1 主控插件 主控插件 功能说明 功能说明 以工业级 MCU 为核心 扩展大容量 DRAM FLASH 非易失 SRAM 和多个通信 接口 通过总线控制其他功能插件 完成遥信 遥控 遥测和遥调功能 如图 3 2 支持带电插拔 支持双主控热备份运行方式 自动切换 工业级 MCU 主频 160MHz 处理能力大约为 153MIPS 64MB DDR 8MB FLASH 可扩至 32MB 1MB 非易失 SRAM 2 个 10 100M 自适应电口 支持百兆光口 3 个 RS232 口 2 个 RS232 RS485 口 标准 B 格式接口 硬件解码 实时时钟 2ppm 守时精度 硬件 WATCHDOG 接口定义 接口定义 接口名称接口名称 序号序号 定定 义义 串口一 COM1 2 接收 RS232 RXD 3 发送 RS232 TXD 5 地 GND 串口二 COM2 1 RS485 A 2 RS485 B 3 地 GND 19 4 发送 RS232 TXD 5 接收 RS232 RXD 串口三 COM3 1 RS485 A 2 RS485 B 3 地 GND 4 发送 RS232 TXD 5 接收 RS232 RXD 串口四 COM4 3 地 GND 4 发送 RS232 TXD 5 接收 RS232 RXD 串口四 COM4 3 地 GND 4 发送 RS232 TXD 5 接收 RS232 RXD 网口 1 ETH1 标准 RJ45 网口 可选配百兆光口 网口 2 ETH2 标准 RJ45 网口 可选配百兆光口 B 格式 报警接口 1 IRIG B 信号 A RS485 A 2 IRIG B 信号 B RS485 B 5 一对独立的常闭节点 软件工作正常后 节点断开 6 7 一对独立的常开节点 软件工作正常后 节点闭合 8 跳线说明 跳线说明 跳线 定 义 X6 1 2 看门狗有效 2 3 看门狗无效 X1 X2 X3 1 2 RS485 终端匹配电阻有效 靠下位置 2 3 无效 LED 说明 LED 说明 LED 标号 说 明 V1 网口 1 速度 亮 100M 灭 10M V37 网口 2 速度 亮 100M 灭 10M V34 电源指示 常亮 V34 运行指示 闪烁 V35 亮 装置告警 灭 无告警信息 V35 亮 装置故障 灭 装置正常 V36 亮 IRIG B 信号正常 灭 异常 V36 亮 主机运行状态 灭 备机运行状态 V33 COM1 数据发送 20 V33 COM1 数据接收 21 图 3 2 MCU 1 主控插件示意图 22 3 3 DI 16 遥信插件 遥信插件 功能说明 可接入 32 路遥信量 根据插件的型号不同 可以适用多个辅助电压等级 如 图 3 3 支持带电插拔 光耦隔离 绝缘耐压 AC 2kV 50Hz 支持 DC 24V 48V 110V 220V 辅助电源 低功耗设计 每路电流小于 2mA 提供一一对应的 32 个 LED 指示 辅助电源的负极接入遥信插件的公共端 正极经过外部节点 如 开关辅 助节点 接入遥信插件的各遥信端子 该遥信对应的 LED 点亮表明上述通路是 闭合的 接口定义 端子序号端子序号 功能定义功能定义 端子序号 端子序号 功能定义功能定义 1 遥信 1 18 遥信 17 2 遥信 2 19 遥信 18 3 遥信 3 20 遥信 19 4 遥信 4 21 遥信 20 5 遥信 5 22 遥信 21 6 遥信 6 23 遥信 22 7 遥信 7 24 遥信 23 8 遥信 8 25 遥信 24 9 遥信 9 26 遥信 25 10 遥信 10 27 遥信 26 11 遥信 11 28 遥信 27 12 遥信 12 29 遥信 28 13 遥信 13 30 遥信 29 14 遥信 14 31 遥信 30 15 遥信 15 32 遥信 31 16 遥信 16 33 遥信 32 17 遥信公共端 34 遥信公共端 23 图 3 3 DI 16 遥信插件示意图 24 3 4 CO 14 遥控插件遥控插件 功能说明 功能说明 提供 14 个继电器空节点输出 可完成 7 个回路的分合控制 如图 3 4 支持带电插拔 高可靠性设计 有软件 硬件双重密码锁和时序逻辑防误操作 14 个常开节点 12A 250V AC 满足预置 返校 执行控制方式 具有遥控允许 禁止开关和对应的 LED 指示 可闭锁所有的继电器输出 每个遥控输出有单独的 LED 指示 当主控板下发预置命令后 对应的 LED 会进行闪烁 当主控板下发执行命 令后 继电器闭合 对应的 LED 常亮 任何时候 主控板下发撤销命令 继电 器断开 对应的 LED 熄灭 接口定义 端子序号端子序号 功能定义功能定义 端子序号端子序号 功能定义功能定义 1 遥控 1a 15 遥控 8a 2 遥控 1b 16 遥控 8b 3 遥控 2a 17 遥控 9a 4 遥控 2b 18 遥控 9b 5 遥控 3a 19 遥控 10a 6 遥控 3b 20 遥控 10b 7 遥控 4a 21 遥控 11a 8 遥控 4b 22 遥控 11b 9 遥控 5a 23 遥控 12a 10 遥控 5b 24 遥控 12b 11 遥控 6a 25 遥控 13a 12 遥控 6b 26 遥控 13b 13 遥控 7a 27 遥控 14a 14 遥控 7b 28 遥控 14b 25 图 3 4 CO 14 遥控插件示意图 26 3 5 ACAI 6U6I 交流采样插件交流采样插件 功能说明 可接入 6 个交流电压 6 个交流电流 完成两回路三表法的测量 通过计算 可以输出各单相的电压 电流有效值和有功功率 无功功率 工频等数值 如 图 3 5 支持带电插拔 额定值 AC 100V 220V AC 1A 5A 50Hz 60Hz 精度 U I 0 2 P Q 0 5 工频 0 02Hz 测量范围 电压 1 2 倍额定值 电流 20 倍额定值 采样 16 位 AD 32 点 周波 接口定义 端子序号端子序号 功能定义功能定义 端子序号 端子序号 功能定义功能定义 1 Ua1 13 Ia1 2 Un1 14 Ia1 3 Ub1 15 Ib1 4 Un1 16 Ib1 5 Uc1 17 Ic1 6 Un1 18 Ic1 7 Ua2 19 Ia2 8 Un2 20 Ia2 9 Ub2 21 Ib2 10 Un2 22 Ib2 11 Uc2 23 Ic2 12 Un2 24 Ic2 跳线说明 跳线 定 义 X3 X5 X8 X12 X14 X 1 2 额定输入 AC220V 2 3 额定输入 AC100V LED 说明 LED 标号 LED 标注 说 明 V21 IRQ 中断信号 一个机箱只有一块 ACAI 插件发生中断 信号 V24 SMP FPGA 同步采样信号 27 V1 RUN FPGA 运行信号 28 图 3 5 ACAI 6U6I 交流采样插件示意图 29 3 6 ACAI 4U8I 交流采样插件交流采样插件 功能说明 可接入 4 个交流电压 8 个交流电流 完成四回路两表法的测量 通过计算 可以输出电压 电流有效值和有功功率 无功功率 工频等数值 如图 3 6 支持带电插拔 额定值 AC 100V 220V AC 1A 5A 50Hz 60Hz 精度 U I 0 2 P Q 0 5 工频 0 02Hz 测量范围 电压 1 2 倍额定值 电流 20 倍额定值 采样 16 位 AD 32 点 周波 接口定义 端子序号端子序号 功能定义功能定义 端子序号端子序号 功能定义功能定义 1 Ua1 13 Ia2 2 Ub1 14 Ia2 3 Uc1 15 Ic2 4 Ub1 16 Ic2 5 Ua2 17 Ia3 6 Ub2 18 Ia3 7 Uc2 19 Ic3 8 Ub2 20 Ic3 9 Ia1 21 Ia4 10 Ia1 22 Ia4 11 Ic1 23 Ic4 12 Ic1 24 Ic4 跳线说明 跳线 定 义 X3 X5 X8 X12 1 2 额定输入 AC220V 2 3 额定输入 AC100V LED 说明 LED 标号 LED 标注 说 明 V21 IRQ 中断信号 一个机箱只有一块 ACAI 插件发生中断 信号 V24 SMP FPGA 同步采样信号 V1 RUN FPGA 运行信号 30 图 3 6 ACAI 4U8I 交流采样插件示意图 31 3 7 ACAI 12I 交流采样插件交流采样插件 功能说明 可接入 12 个交流电流 通过计算可以输出各个电流有效值 如图 3 7 支持带电插拔 额定值 AC 1A 5A 50Hz 60Hz 精度 0 2 测量范围 20 倍额定值 采样 16 位 AD 32 点 周波 接口定义 端子序号端子序号 功能定义功能定义 端子序号 端子序号 功能定义功能定义 1 I1 13 I7 2 I1 14 I7 3 I2 15 I8 4 I2 16 I8 5 I3 17 I9 6 I3 18 I9 7 I4 19 I10 8 I4 20 I10 9 I5 21 I11 10 I5 22 I11 11 I6 23 I12 12 I6 24 I12 LED 说明 LED 标号 LED 标注 说 明 V21 IRQ 中断信号 一个机箱只有一块 ACAI 插件发生中断 信号 V24 SMP FPGA 同步采样信号 V1 RUN FPGA 运行信号 32 图 3 7 ACAI 12I 交流采样插件示意图 33 3 8 FI 故障指示插件 故障指示插件 功能说明 可通过 LED 指示出最多 16 回线路的故障检测配置情况和故障状态信息 为防止复归按钮的误操作 主控板必须检测到持续按压两秒以上才确认复 归操作 如图 3 8 支持带电插拔 每回线路对应 6 个 LED 指示信息丰富 手动复归按钮 LED 说明 线线 路路 位置位置 定定 义义 线路 1 线路 16 上左 故障检测允许 上中 备用 上右 接地故障 下左 A 相短路故障 下中 B 相短路故障 下右 C 相短路故障 34 图 3 8 FI 故障指示插件示意图 35 3 9 PWR DC24 48 电源插件 电源插件 功能说明 支持双电源热备份 提高系统可靠性 输入 DC 18 36V 36 72V 输出 DC 5V 8A 防雷保护 支持 N 1 备份工作方式 当一块电源插件出现故障时 可无缝切换至另一 块电源插件 主控插件可以通过总线实时监控电源插件的工作状态 实现及时 的故障告警 确保系统安全性 如图 3 9 接口定义 接口名称接口名称 序号序号 定定 义义 电源报警接口 5 一对独立的常闭节点 电源工作正常时断 开 6 7 一对独立的常开节点 电源工作正常时闭 合 8 电源接口 1 DC 24V 48V 2 DC 24V 48V 3 空 4 大地 36 图 3 9 PWR DC24 48 电源插件示意图 37 3 10 DCAI 直流采样插件 直流采样插件 功能说明 可接入 16 个直流电压量 直流电流量 自动完成采样 通道误差整定 平滑 滤波等功能 如图 3 10 支持带电插拔 输入范围 DC 0 5V DC 4 20mA 16 位 AD 精度 0 2 防雷保护和电气隔离 接口定义 端子序号端子序号 功能定义功能定义 端子序号 端子序号 功能定义功能定义 1 DCAI1 17 DCAI9 2 DCAI1 18 DCAI9 3 DCAI2 19 DCAI10 4 DCAI2 20 DCAI10 5 DCAI3 21 DCAI11 6 DCAI3 22 DCAI11 7 DCAI4 23 DCAI12 8 DCAI4 24 DCAI12 9 DCAI5 25 DCAI13 10 DCAI5 26 DCAI13 11 DCAI6 27 DCAI14 12 DCAI6 28 DCAI14 13 DCAI7 29 DCAI15 14 DCAI7 30 DCAI15 15 DCAI8 31 DCAI16 16 DCAI8 32 DCAI16 跳线说明 跳线 定 义 X1 1 X16 1 X1 2 只短接 Xn 1 4 20mA 输入 只短接 Xn 2 0 5V 输入 LED 说明 LED 标号标号 定定 义义 LED 标号标号 定定 义义 V1 1 运行灯 V1 2 与主板通信 38 图 3 10 DCAI 直流采样插件示意图 39 4 产品应用 产品应用 4 1 配电网自动化应用配电网自动化应用 4 1 1 产品配置4 1 1 产品配置 板件 规格 说明 主处理器插件 32 位工业级嵌入式处理 器 64MB 内存 8MB Flash 第二片 16MB Flash 可选 备用处理器插 件 同上 双 CPU 插件功能 选配 电源插件 DC 24V 或 DC 48V 备用电源插件 同上 双电源 选配 遥测插件 6U6I 4U8I 12I 最多支持 8 块插件 遥信插件 32 路遥信 最多支持 8 块插件 直流采样 16 路直流采样 最多支持 8 块插件 遥控插件 14 点 7 路 最多支持 8 块插件 4 1 2 典型配电网应用4 1 2 典型配电网应用 图 4 1 典型配网示意图 IM2000 配电终端装置是针对目前城市电网中低压配电网 可实现电缆分界 40 室 环网柜 开闭所 箱变配电房 变电站 可与配电网自动化主站和子站系 统配合 实现多条线路的电量采集和控制 检测故障 故障区域定位 隔离及 非故障区域的恢复供电 提高供电可靠性 4 2 电力自动化监控系统电力自动化监控系统 电力二次设备的智能联网是电力配网自动化的重要环节 电力二次设备的状态监控对电网调度 故障监测具有举足轻重的 作用 电力环境的严酷特性 要求所有设备具备工业级特性 满足严酷 的抗电磁干扰特性 电力自动化网络要求具备高可靠高稳定特性 这就对智能通讯设 备提出了更高的要求 电力监控数据的安全级别要求所有通讯终端设备必须满足电力行 业通讯规约 城市电网应在未来的几年内加速网架结构建设和城区配网自动化系统建设 提高供电质量和供电可靠性 以满足现代化建设的供电需求 如图 4 2 因此 电力用户对电能质量和供电可靠性也提出了更高的要求 传统的城市配网结构 及保护 运行和管理方式已经不适应电力市场发展的需求 迫切需要新的配电 模式来解决这个矛盾 城市电网改造将给配网自动化技术与可靠性水平带来前 所未有的发展机遇 41 图 4 2 电力自动化监控示意图 4 2 1 解决方案 4 2 1 解决方案 采用烟台坤德基业电子技术有限公司的 IM2000 智能终端设备通过串行通讯 口与传输设备连接 IM2000 智能终端设备将采集的状态信息等核心数据通过电 力专网传输到电力局主站 4 2 2 产品及方案特点 4 2 2 产品及方案特点 支持电力远程配电 支持电力行业规约 智能化的报警功能 掉电处理流程 保存日志信息 以便进行分析与故障诊网络管理 支持宽温工作 40 70 支持浪涌保护 支持电源反接保护 支持端子接入方式 4 3 自来水监控系统自来水监控系统 4 3 1 适用范围4 3 1 适用范围 自来水厂监控系统适用于供水企业远程控制管理水厂 水厂操作人员可以在 水厂控制室远程监测厂内水池水位 进厂流量 出厂流量 出厂压力 水质等 42 信息 远程监测加压泵组 配电设备及其它自动化设备的工作情况 可以远程 控制加压泵的启停 水司调度中心工作人员及公司主管领导可以远程监测各水 厂的工作情况及水厂操作人员的操作情况 如图 4 3 4 3 2 系统组成4 3 2 系统组成 系统由中心站和监测站组成 主站负责监控和管理 监测站采用 IM2000 终 端设备实现数据采集 存储 控制及上传 监测站各种监控传感器首先连接 IM2000 终端设备 监控数据由传感器通过信号线到 IM2000 终端设备 IM2000 终 端设备通过 RS232 458 TTL 接口与数据终端连接 监控数据经过协议封装 4 3 34 3 3 IM2000 终端设备在自来水厂监控系统中的应用终端设备在自来水厂监控系统中的应用 利用终端设备中的遥测模块采集进厂流量 蓄水池水位 清水池水位 出厂压力 出厂流量 出厂水质 安防报警等信息 可采集每台泵的出 水压力 出水流量 利用终端设备中的遥信模块采集每台加压水泵启停状态 运行时间 工 作电流 工作电压 电能等电参数 采集配电室设备的开关状态 总电 能等 利用终端设备中的遥控模块支持加压泵组控制柜手动控制 自动控制 远程控泵组设备的启停 控制模式可切换 电流过大 水位过低 压力过高 控制柜保护 配电故障 闲人进入状 况发生时 IM2000 立即会上报告警信息并且发出越警信号 支持局域网有线通信 支持存储 显示 查询水厂监测数据及工作参数 支持就地 远程测控设备维护 4 3 44 3 4 IM2000 终端设备在自来水厂监控系统中的主要功能终端设备在自来水厂监控系统中的主要功能 终端设备远程监测所辖水源井的工作情况 安防情况 远程控制所辖水 源井水泵的启停 终端设备在线监测水厂内加压泵组设备的工作情况 控制加压泵组的启 停 终端设备在线监测水厂内蓄水池水位 清水池水位 进厂原水流量 出 厂清水流量和压力 终端设备在线监测出厂水的浊度 PH 值 余氯等水质指标 录入其它 水质信息 终端设备生成各种报表及数据曲线 43 图 4 3 自来水厂监控系统示意图 4 4 污水监控系统污水监控系统 4 4 1 适用范围4 4 1 适用范围 污水处理厂智能监控系统主要是监视或监控制远方各个现场污水处理厂的 生产运行 同时将各个污水处理厂生产运行状况等信息上传有关管理部门 对污 水处理厂数据采集及控制自动化系统的控制参数设置 完成数据采集及控制自 动化系统的组态 监控生产作业过程 包括显示控制过程画面和实时数据 绘制 重要参数的变化趋势图 显示重要设备的工作状态 历史数据的统计分析和存储 辅助管理日常生产业务 提供诀策参考 如图 4 4 4 4 2 系统组成4 4 2 系统组成 污水处理厂智能监控系统采用先进的管理控制技术 系统分为控制层 监控 层 管理层三层进行监测和控制 控制层以若干个子站分别对厂内设备 及监 测点进行控制 监测 采集信号 控制生产设备 监控层 在厂内设中心控制 室 对于独立运行的污水处理厂 中控室有二个功能 一是监控全厂的整个生 产过程 二是将有关污水处理厂的运行状况及有关信息上传污水处理厂监控中 44 心 将污水处理厂监控中心执行指令下传各终端 终端控制各现场仪器及仪表 由管理层在污水处理厂监控中心完成 系统同时还充分考虑特殊情况下的现场 手动控制 控制范围包括进水闸门进入水量 闸门紧急关闭设备进行相应的控 制等 4 4 3 4 4 3 IM2000 终端设备在污水处理厂监控系统中的应用 终端设备在污水处理厂监控系统中的应用 利用终端设备中的遥测模块采集人口污水流量 出口达标净水流量 集